如今涡轮增压汽车是越来越多,但很多人除了知道它能提高动力外对涡轮增压就没太多了解了。今天咱们就来分享几个与涡轮增压有关的、让你感到不可思议的事实。
1、怠速时增压器也在高速转动
涡轮增压发动机,在1500转就能输出最大扭矩。那是不是就可以认为发动机转速达到1500转时增压器就开始工作了?低于这个转速时增压器不工作?
那这个想法对吗?显然不对,因为只要发动机启动,增压器就会随着转动。而转速与增压器的大小有关。增压器尺寸大的转速低,增压器尺寸小的转速就高。像一般家用车为了降低最大扭矩转速,增压器普遍都很小,所以意速时增压器的转速可以高达两三千转。
因为增压器是被发动机废气驱动旋转的,所以只要发动机产生废气增压器就会转。这就像你在汽车排气管口放一个小风车,发动机启动后风车就会被吹着转动是一个原理。只是当前转速相对低,达不到足够的增压效果而已。
很多人感到不可思议的就是意速时增压器为什么也能转这么快,这就要从发动机排气说起了。
我们都知道发动机做功的时候混合气燃烧膨胀,推动活塞向下运动,输出动力。活塞运行到下止点后开始向上移动,进入排气冲程,很多人印象中排气冲程就是靠活塞把废气推出去。
如果真的是这样,那涡轮增压技术就永远不可能实现了,因为活塞的线速度极限是27米秒,如果靠活塞推动废气的话气流速度只有27米/秒,跟电风扇一样,根本推不动增压器。
事实是发动机每个冲程的时间很短,在排气冲程虽然混合气已经完成了燃烧,但残留的废气压力依然很高,当排气门打开时高压的废气会以音速向排气歧管“冲刺”,产生剧烈的冲击波冲击着涡轮叶片,由于能量足够多,再加上增压器转动阻力很小,因此增压器就会以很高的速度转动。
这里顺便提一句:当今家用车发动机都喜欢用小缸径大行程,其中有一个重要因素就是靠长行程充分利用废气的能量,以提高热效率。
如果车在1500转就能输出最大扭矩,那是不是说转速达到1500转时增压器就一定进入工作状态呢?答案也不是。增压器是否提供增压并不是取决于转速,而是取决于你的动力需求。
增压器的涡轮旁边有一个废气旁通阀,在不需要增压的时候旁通阀会打开,一部分废气会绕开涡轮,从旁通阀直接流走,这样可以降低排气阻力。当需要增压的时候旁通阀关闭,废气集中火力驱动涡轮,增压器就可以提供足够的增压压力了。
旁通阀什么时候开什么时候关取决于你的动力需求,简单来说,不增压就能满足动力需求的时候旁通阀就打开,反之旁通阀就关闭,进入增压状态,提供足够的动力。比如你在怠速时猛踩油门,发动机转速高达3000转/分,发动机就是不增压也能达到这个转速,那么此时旁通阀就打开,增压器就不增压。
如今家用车的涡轮旁通阀都是由电脑控制的,整体可以分为两类,一类是电脑通过电磁阀控制真空执行器,真空执行器再驱动旁通阀。2015年之前的车大部分都是这种结构。另一类则是电脑通过电机直接驱动旁通阀,这种更先进一些,这些年逐渐成为主流。
不过早期的涡轮增压旁通阀控制比较粗暴,它的旁通阀被一个弹簧顶着,始终处于关闭状态,只要转速到位发动机就进入增压状态了。当增压压力达到预设的安全限值时弹簧被压缩,旁通阀被打开,一部分废气绕过涡轮直接排走,这样就可以限制增压压力继续增长了。
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